铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计

0铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计1第一章、铁路光传送网的现状第二章、业务发展需求第三章、全路光传送网结构第四章、全路骨干层传输系统规划第五章、骨干层传输系统1、4号环设计方案第六章、汇聚层传输系统规划第七章、汇聚层传输系统设计示例目录2目前，骨干层传输网容量和带宽都不能满足新增业务需要，除2006年建成的西北环外，其它环网设备老化，不支持网络扩展。汇聚（骨干）层传输网不完整，难以形成能力，部分接入层传输系统配置和可靠性不能满足需要，部分铁路区段、铁路地区和站场通信光缆资源匮乏。现有铁路传输网络整体能力、规模、安全可靠性等不能满足当前的实际需要，已经没有发展空间。客运专线数据网、铁通划转数据网、铁路计算机网相互独立，网络资源、传输通道资源、维护资源不能共享，制约了全程全网信息系统的组网和信息资源的综合利用。铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第一章铁路光传送网的现状3新一代客票系统、货运电子商务和运输企业管理信息化各系统的组网，对铁路传输网和数据通信网的带宽、服务质量、接入能力的要求急剧增加。预计近期铁道部至铁路局间需要带宽总量约10Gb/s，铁路局之间、铁路局至站段间的带宽约3-5Gb/s，每个车站、段、所接入的各类业务总带宽约155-300Mb/s，铁路沿线区间、车站内、工区班组等场所将部署大量的信息采集、汇聚点，业务接入需要带宽2-30Mb/s不等。铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第二章业务发展需求4骨干层连接铁道部和18个路局，为路局至铁道部、路局与路局之间的直达业务互通提供传输通道，同时为汇聚层大颗粒业务提供迂回保护通道。汇聚层以各路局为单位，构建路局内的骨干光传送网络（如波分系统及SDH系统），实现局内各站段间大颗粒业务传送、各站段至路局调度所的业务传送，同时为沿线SDH接入层提供保护。接入层为铁路沿线每个区间节点及较大的接入业务站点提供接入服务。铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第三章全路光传送网结构5光传送网网络分层结构如下。铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第三章全路光传送网结构图光传送网网络分层结构64.1现状现有全路骨干层传输系统主要划分为五大环：京沪穗核心环，以及东南环、西南环、西北环及东北环共4个片区环。铁通铁路通信回归铁道部后，东北环一（16波系统）、京沪穗环一（北电设备）、西南环、西北环、东南环网络的管理划转铁路。现有全路骨干干光传输系统概况表（五大环）如下：铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划序号波分系统名称波道数量设备厂家开通时间1京沪穗环一40x10G系统北电公司2001.122东南环40x10G系统北电公司20023西南环32x2.5G系统华为公司20024西北环一/二40x2.5G/40x2.5G系统中兴公司/马可尼2006.6/2001.115东北环一16x2.5G系统中兴公司2003.1274.1现状网络示意图如下：铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划84.2规划新建6个骨干层传输环网，采用OTN+MSTP传送网技术，容量不小于120Gb/s，提供2Mb/s—10Gb/s各类电路和波道。十二五铁路通信网规划对全路骨干传输系统规划如下图：铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划94.2规划铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划在《十二五铁路通信网规划》中，在十二五期间新建1-5号环，逐步替代既有京沪穗环、西南环、东北环、东南环和部分西北环。通过补强改造既有西北环和新建6-1号环，构成骨干层传输网6号环。104.3拟采用的OTN技术简介OTN技术是在SDH和WDM技术的基础上发展起来的，兼有两种技术的优点，从电域和光域来看，又可以分为OTH和ROADM两种方式。OTN技术和SDH技术在电层上功能类似，只不过在OTN所规范的速率和格式上有自己的标准，其交叉颗粒基于ODUk（k=0、1、2、3），可以实现GE以上的带宽颗粒交叉。ROADM是一种类似于SDHADM光层的网元，可以在一个节点上完成光通道的上下路(Add/Drop)以及穿通光通道之间的波长级别的交叉调度。它可以通过软件远程控制网元中的ROADM子系统实现上下路波长的配置和调整。OTN解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。OTN技术简单的说就是对SDH技术和WDM技术的扬长避短，其优点体现为以下几点：铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划114.3拟采用的OTN技术简介1）业务透明传输OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射和透明传输，如SDH、GE和10GE等。OTN传送客户信号时不更改其净荷和开销信息。2）大颗粒的带宽复用、交叉和配置OTN目前定义的电层带宽颗粒2.5Gb/s、10Gb/s和40Gb/s，光层的带宽颗粒为波长，对高带宽数据客户业务的适配和传送效率显著提升。3）强大的维护管理能力OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，具备完善的性能和故障监测机制，从而使WDM系统具备类似SDH的性能和故障监测能力。4）丰富的组网和保护能力OTN提供基于电层和光层的业务保护功能，如OSMP保护、板间OSP保护、客户侧保护以及基于ODUk层的光子网连接保护(SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，根据业务需求灵活选择保护机制。铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划124.4骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划4.4.1业务定位SDHSDHOADMOADMOADM提供OTN节点间SDH传输系统ODUK级别保护通道134.4骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划4.4.2既有波分业务的迁移部-局业务局-局业务骨干网局干网或接入网既有骨干网局内业务位置关系既有业务迁移方案同城同地利用新设SDH设备同地割接同城异地利用既有枢纽SDH环设备割接，容量不足的扩容新无老有利用沿线既有SDH系统割接至邻近OADM站点144.4骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划4.4.3OTN节点设置及波道分配铁道部及路局所在地的两处机房内、原分局所在地（蚌埠除外）、铁路交汇点、省会城市节点设置一套OADM设备。再生段内容许的光放段数量及光放大器的增益，需满足光信噪比的要求（不小于20dB），光放段距离一般按80km左右考虑，最长不大于120km，OLA设备需考虑配置房屋、电源、维护环境等条件较好的机房。OTN系统波道分配原则如下：SDH及IP业务分配在不同的波道上；OTN节点间SDH系统提供冷备及热备波道；为相邻OTN环预留波道。154.4骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划4.4.4SDH节点设置及组网OTN下挂的SDH节点设置在铁道部、铁路局、原分局所在地、省会节点以及根据组网需要的环切点处。铁道部和铁路局间利用OTN提供的四个波道分别构建两个SDH10Gb/s四纤双向复用段保护环。铁道部及路局的双套SDH节点分别承载在两个环上，且两个环应尽量利用不同维度方向的波道构成。利用OTN系统提供的一个波道按区域分别构建SDH10Gb/s二纤双向复用段保护环，解决局间业务需求。为避免单台OADM失效导致SDH系统业务中断，路局所在地的两个SDH设备之间建议利用枢纽内光缆直连。164.4骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划4.4.5系统保护设备级保护所有OTN节点均采用板件级保护，在铁道部、铁路局所在地的两处机房内设置两个OADM设备，通过对重要业务实现业务分担实现网元级保护。网络级保护利用同一铁路的两条光缆作光线路1+1保护，并利用不同铁路的光缆作ODUkSNCP保护。OTN对新建或既有铁路SDH系统保护方案对于既有铁路，宜利用OTN提供的波道/子波道采用冷备份方案或双向1+1热备份进行保护；对于新建铁路，宜利用OTN提供的波道与局干SDH系统构成复用段保护环/SNCP保护环。174.4骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划4.4.6同步及网管频率同步采用主从同步方式，同步与铁路骨干时钟同步网时钟源。时间同步OTN支持通过IEEE1588V2协议透传时间同步信号。目前既有铁路时钟同步系统设备在网运营时间长，厂家已停止维保，备品备件及扩容需求无法得到满足，安全无法得到保证，建议铁路骨干时钟同步网先期或同步改造。网管在北京通信中心、武汉分别设置1套OTN及SDH网络级网管（包括网元级管理），通信中心网管为主用网管，武汉网管为备用网管。在各路局设置网元管理复示终端。184.4骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第四章全路骨干层传输系统规划4.4.7配套机房、电源及光缆机房优先采用客运专线新建通信机房；当条件不具备时，选择机房及电源条件好、方便缆线进出、方便维护的站点。铁通与铁路机房分离，新建设备需设在产权为铁路的通信机房内。电源充分利用既有电源设施，对容量不足但具备扩容条件的设备进行扩容。铁通与铁路电源分离，必要时新设通信电源设备。光缆铁路沿线利用两条不同径路的光缆的各两芯，路局所在地利用枢纽内不同径路的两条光缆，芯数根据组网需要确定。当客运专线或枢纽内光纤资源不满足要求时，可局部新建光缆线路。19铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第五章骨干层传输系统1、4号环设计方案系统网元是否有部局跨局业务是否有局内业务京沪穗通信中心、天津、济南、徐州、蚌埠、合肥、九江、武汉、郑州是南京、长沙否是上海、石家庄、杭州、鹰潭、南昌、福州、广州、衡阳、株洲是是来舟否否东南环福州、南昌、广州、上海、鹰潭、杭州是温州、宁波、厦门、汕头、惠州否是潮州否否20铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计序号业务类别业务端点近期带宽预测远期带宽预测1IP数据通信网大区节点至铁道部、相邻大区节点之间、核心节点-大区节点20G40G2数调通信系统各路局-铁道部，相邻局之间10M20M3应急通信系统各路局-铁道部10M20M4GSM-R网络中继互联各路局-汇接局、各路局之间；汇接局之间北京、武汉各2×622M；西安1×622M；其他局1×155M北京、武汉、先各2×622M其他局1～2×622M5综合网管系统各路局-铁道部10M100M6同步及时间分配系统各路局-铁道部10M100M7行调、供电调（运调系统）各路局-铁道部10M100M8票务系统各路局-区域中心大路局800M/小路局300M大路局1000M/小路局400M9公安管理系统各路局-铁道部155M155M10干线传输系统迂回保护若干个10G若干个10G21铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第五章骨干层传输系统1、4号环设计方案OTN系统的保护分为设备级保护和网络级保护，本研究将同时采用两种保护方式，以提高京沪穗骨干光传送网的可靠性。设备级保护根据保护范围的不同，设备级保护又可分为网元级保护和板件级保护。网元级保护即指单台OTN网元失效后，该网元所承载的业务可通过其它网元自愈，从而不受影响；板件级保护即指单个板件失效后，备用板件即可投入工作，从而不中断业务。网元级保护在铁道部、铁路局所在地的机房内设置两个OADM设备，通过对其承载的业务进行规划，实现网元级保护。OTN上所承载的业务可分为两大类，第一类是IP业务，第二类是TDM业务，下面就如何对两类业务实现网元级保护进行阐述。22铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计第五章骨干层传输系统1、4号环设计方案网元级保护在IP业务组网时采用双归属方案，两条路由分别自路局两个不同的OADM节点接入，在每个OADM节点再采用ODUkSNCP为该条路由提供保护，这样在承载IP业务的单台OADM失效后，